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成果一：一种制氧呼吸一体机
所属领域
生物与新医药
成果简介
现有制氧和呼吸一体机设备体积较大，不易移动，提供的氧源浓度和氧气量难以实现在户外、急救等场景下为无意识患者主动式提供氧气进行呼吸。并且，现有呼吸一体机只能根据呼吸管道接入口的氧气浓度调节供氧速率，与制氧速率不匹配导致氧气浪费或浓度不足。为解决上述问题，本成果提供了一种制氧呼吸一体机，可根据用户呼吸周期曲线同时调节制氧速率和供氧速率。
本成果的制氧呼吸一体机包括控制系统、制氧系统、呼吸支持系统和呼吸管道接入口。呼吸支持系统通过传感模块检测流量阀中的氧气浓度、气压和流量，生成相应的信号，控制系统主控模块根据信号生成第一驱动指令，同时控制制氧系统和呼吸支持系统工作状态，有效提高了制氧呼吸一体机的工作效率和制氧效率。
合作需求
合作研发、技术转让
成果二：一种改性硅片负载材料的制备方法及其在细胞培养中的应用
所属领域
生物与新医药
成果简介
当前，有很多生物反应器采用抛光硅片作为细胞培养的负载材料，但抛光硅片属于疏水性材料，直接用于细胞的培养，不利于细胞的黏附，且在反应器动态培养模式下，光滑的硅片容易造成细胞的脱落，不利于细胞的黏附生长。此外，抛光硅片只能提供单层培养模式，对于生长环境复杂的细胞(比如间充质干细胞)而言，其无法模拟细胞生长的复杂壁龛环境，从而影响细胞的体外扩增能力以及多次传代后的分化能力，并且有限的接种面积也无法使细胞在短时间内有效扩增得到数量足够的优质细胞。因此，有必要对硅片负载材料进行表面改性，以制备出具有良好生物相容性和三维结构的细胞负载材料，使其更有利于细胞的体外培养。
本成果提出了一种改性硅片负载材料的制备方法，通过在抛光硅片表面负载明胶大分子，利用溶致相分离法在硅片表面形成带微孔的明胶涂层或通过微图案印刷技术制备具有特定三维拓扑结构的明胶涂层，从而制备得到表面具有微孔或纤维拓扑结构的改性硅片细胞负载材料。该改性硅片克服了硅片材料的疏水性以及单层培养模式的局限性，不仅具有良好的生物相容性，而且其三维的明胶涂层结构更有利于细胞的黏附生长，能更有效地模拟细胞生长的三维环境，在有限的体积下，可以提供更多的负载面积，适用于作为大规模细胞的培养材料。本成果的硅片负载材料制备方法简单、便于工业化大规模生产。
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成果三：一种肺组织脱细胞外基质微载体的制备方法及其应用
所属领域
生物与新医药
成果简介
微载体具有微米级的尺寸、较大的比表面积、负载能力强、可增强细胞粘附和浸润等特点，这使其能够使用最小的空间和花费较少的费用来扩增大量的细胞。微载体还允许营养物质和代谢废物有效运输，从而提高细胞间的相互作用。目前，微载体已被广泛应用于可注射水凝胶、细胞及分子载体和疫苗生产等领域。基于微载体的细胞培养系统是相对灵活的，不仅可以促进细胞的产量，还可以集成到现有的生物培养系统(如搅拌式生物反应器)中，有利于细胞培养环境的实时监控，保证不同批次细胞的稳定性，实现干细胞大规模生产。然而，现有的微载体大部分存在细胞相容性差的问题，其应用受到了一定的制约。
本成果提供了一种肺组织脱细胞外基质微载体的制备方法，该方法首先对肺组织利用乙醇进行交联固定，再使用SDS和trypsin/EDTA进行脱细胞处理，最后使用胃蛋白酶进行消化处理，从而制备得到一种肺组织脱细胞外基质微载体。本成果提供的肺脱细胞外基质微载体，材料来源广泛易得，制备方式简单，反应无毒无害，且所制备的肺组织脱细胞外基质不仅保留了大量的I型胶原、IV型胶原，层粘连蛋白、纤连蛋白和弹性蛋白，而且具有与体内微环境相似的结构，可以大幅度提高培养材料的生物相容性和细胞相容性，有利于细胞的增殖、干性维持，有望用于间充质干细胞的体外大规模生产，在组织工程领域具有很高的应用前景及实用价值。
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成果四：一种用于贴壁细胞培养的一体化生物反应器
所属领域
生物与新医药
成果简介
生物反应器是一种体外培养扩增装置，可以很好地模仿生物内环境，从而为不同细胞的生长提供所需要的营养物质、物理环境和化学环境。在生物反应器中，细胞的生长与流场剪切力的大小及分布关系密切。合适的流场剪切力可以有效地促进细胞分化以及细胞生长的活性，相反地，过大的流场剪切力则会导致细胞活性的降低甚至导致细胞凋亡。
本成果提供了一种用于贴壁细胞培养的pH、溶氧、剪切力可控的一体化生物反应器，成功地将细胞培养单元及调控系统的培养基进行交换与循环，实现了各单元培养基PH值及溶氧值的统一调控。本成果通过调节出流蠕动泵的转速，改变了细胞培养单元与反应釜体中层流剪切力的大小及分布，更深入地研究层流剪切力对细胞繁殖与生长形态的影响；通过液位传感器的信息监控细胞培养单元的培养基液位高度；通过改变入流蠕动泵的转速，成功地调节了细胞培养单元的液面高度，从而极大优化了系统的功能与性能。
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成果五：一种可耐高温灭菌的PET细胞载体的制备方法及其应用
所属领域
生物与新医药
成果简介
工程化细胞生产中一般使用的细胞培养技术包括转瓶培养、微载体培养、生物反应器培养等。其中生物反应器培养技术可用于模拟细胞体内生长微环境，为细胞生长提供营养物质、物理环境和化学环境，并可进行实时监控和程序化管理，从而实现细胞体外大量扩增。但生物反应器设备结构复杂、体积大、元件多，包含精密传感元件和控制原件，一般只能采用湿热法进行高温灭菌，无法进行辐照灭菌或环氧乙烷灭菌。目前用于生物反应器的细胞培养载体普遍存在热稳定性差，机械性能不好等问题，导致其不能与生物反应器一起进行高温灭菌，极大的增加了细胞培养的操作复杂性。因此，开发可以与反应器设备整体封装并高温灭菌的细胞负载材料，对生物反应器的应用有非常重要的意义。
本成果提出了一种可耐高温灭菌的PET细胞载体的制备方法，首先利用热处理工艺使PET结晶充分，再经溶液氧化法附着高吸附性的聚多巴胺颗粒，最后使用京尼平作为偶联剂固定明胶大分子后制备得到PET细胞载体。本成果制备得到的PET细胞载体具备良好的热稳定性，可耐受常规高温高压灭菌且保持良好的机械性能和细胞相容性，该载体具有疏松多孔结构，利于细胞的黏附，可容纳大量细胞生长，可应用于各类常用的细胞培养装置，特别是必须整体封装高温灭菌的大型生物反应器。本发明制备工艺简单，使用简单灵活，适用性广。
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